Контрольная работа по «Материаловедение, технология конструкционных Материалов. Сварка и диагностика металла»

Кроме глины  в качестве связующих веществ  в формовочные, а особенно стержневые смеси, вводят жидкое стекло, синтетические смолы, декстрин, сульфитно-спиртовую барду и др. Их водят в состав смеси в количестве 1,5 – 3 %, но они значительно сокращают продолжительность затвердевания.

Для улучшения  свойств песчано-глинистых смесей в них вводят добавки. В качестве противопригарных материалов для стального литья используют пылевидный кварц (маршалит), хромистый железняк; для чугунного и цветного литья каменноугольную пыль, мазут. С целью увеличения податливости и газопроницаемости литейных форм в смеси добавляют древесные опилки.

По характеру  использования формовочные смеси  подразделяются на облицовочные, наполнительные и единые, а по состоянию литейной формы при её изготовлении и перед  заливкой на сырые и сухие.

Состав формовочной смеси выбирается в зависимости от литейного сплава с учётом его температуры плавления и усадки, а также массы, размеров и конфигурации отливки.

Для предотвращения пригара и улучшения чистоты  поверхности отливок формы и  стержни покрывают тонким слоем  противопригарных материалов. Для сырых форм применяют припылы.

В формах для  чугунных отливок используют порошкообразную  смесь оксида магния, древесного угля и бентонита, порошкообразный графит. В формах для стальных отливок  применяют порошкообразную смесь  оксида магния и огнеупорной глины, пылевидный кварц, циркон и другие материалы. Для сухих форм применяют противопригарные краски, водные суспензии этих материалов с добавками связующих. 

3. Литниковые  системы

Литейную форму  заливают металлом через литниковую систему, под которой понимают совокупность каналов и резервуаров, по которым расплав поступает из ковша в полость формы. Литниковая система должна обеспечивать непрерывное поступление металла в форму, питание отливки для компенсации усадки, предотвращать разрушение формы, попадание шлака и воздуха со струёй расплава.

Основными элементами литниковой системы являются литниковая чаша, стояк, шлакоуловитель, питатели (рис. 1). Чаша уменьшает размывающее  действие струи расплава, задерживает  всплывающий шлак. Для лучшего задержания шлаковых включений в литниковые чаши или другие элементы литниковой системы иногда устанавливают фильтры: керамические сетки, либо фильтры из специальной стеклоткани. 

 

1 – полость  формы; 2 – стержень; 3 – нижняя  опока; 4 – верхняя опока; 5 – выпор;

6 – чаша; 7 – стояк; 8 – шлакоуловитель; 9 – питатели; 10 – формовочная смесь. 

Стояк представляет собой вертикальный конический, обычно суживающийся к низу канал круглого сечения, по которому металл из литниковой чаши или воронки попадает в шлакоуловитель.

Шлакоуловитель  служит для задержания попавших в  металл шлака и других включений  и представляет собой горизонтальный канал обычно трапециевидного сечения, располагающийся в верхней полуформе.

Питатели представляют собой каналы прямоугольного или трапециевидного сечения, которые примыкают к нижней части шлакоуловителя и предназначаются для подвода металла непосредственно в полость формы. Их располагают в нижней полуформе на некотором расстоянии от стояка и концов шлакоуловителя, так как в противном случае в них, а следовательно, и в полость формы может попасть шлак. Для лучшего задержания шлака в литниковой системе выдерживается следующее соотношение размера сечения стояка, шлакоуловителя и питателей Fст > Fшл > Fпит . 

Над самым высоким  местом полости формы, на стороне, противоположной месту подвода в неё металла, делают выпоры – каналы для выхода из формы воздуха и газов и всплывающих неметаллических включений. Они содействуют нормальной усадке застывающего сплава и позволяют контролировать полноту заполнения формы металлом.

При изготовлении отливок из стали у наиболее массивных  частей делают прибыли – наполненные  жидким металлом полости, предназначенные  для предупреждения образования  в отливках усадочных раковин  и рыхлот. Они должны всё время пополнять затвердевающую отливку жидким металлом и сами затвердевать последними.

В зависимости  от формы, размера отливки, состава  и свойств литейного сплава применяются  верхняя, нижняя (сифонная) и ярусная  литниковые системы. Верхняя система  наиболее проста, её применяют для мелких деталей небольшой высоты. С увеличением высоты происходит размывание формы струёй металла, разбрызгивание и окисление его, увеличивается количество неметаллических включений в теле отливки.

Нижнюю систему  применяют для средних и толстостенных отливок значительной высоты. Она обеспечивает спокойное заполнение формы металлом, но она более сложна.

Ярусная система  обеспечивает последовательное питание  отливки снизу вверх, и её применяют  для крупных отливок. Недостатки ярусной системы – сложность в изготовлении и значительный расход металла на литники.

Изготовление  литейной формы

Ручную формовку в опоках по разъёмной модели для  изготовления отливки в разовой  песчано-глинистой форме осуществляют в следующей последовательности:

1. Изготовление нижней полуформы. Нижнюю половину модели, не имеющую центрирующих шипов, ставят плоскостью разъёма на подмодельную доску и устанавливают опоку. Поверхность модели и доски посыпают разделительным составом для уменьшения прилипания смеси к оснастке (сухой кварцевый песок, порошок талька или графита). На модель наносят слой облицовочной смеси толщиной 20 – 30 мм, уплотняют её руками вокруг всей модели. Затем заполняют остальной объём опоки наполнительной смесью и уплотняют её трамбовкой, сначала у стенок опоки, а затем в средней части. Излишек смеси срезают линейкой. В формовочной смеси на расстоянии 40 – 50 мм друг от друга и на 10 – 15 мм от модели душником накалывают отверстия для выхода газов. Заформованную опоку покрывают второй подмодельной доской и переворачивают на 180о.

2. Изготовление  верхней полуформы. На нижнюю  половину модели по центрирующим  шипам устанавливают верхнюю  половину модели, модели шлакоуловителя, стояка и выпоров. Поверхность  разъёма формы посыпают тонким  слоем сухого кварцевого песка, для того чтобы формовочная смесь в верхней опоке не прилипала к смеси в нижней опоке. Верхнюю опоку устанавливают по центрирующим штырям на нижнюю. Наполняют её формовочными смесями так же, как и нижнюю. После уплотнения смеси вокруг стояка гладилкой прорезают литниковую чашу.

3. Извлечение  моделей. Модели стояка и выпоров  раскачивают и удаляют из верхней  полуформы. Верхнюю опоку снимают  и поворачивают на 180о разъёмом  вверх. В плоскости разъёма  нижней полуформы гладилкой прорезают  питатели. Из полуформ после лёгкого раскачивания удаляют половины моделей и модель шлакоуловителя. Устраняют возможные дефекты формы, возникшие при извлечении моделей, обдувают обе полуформы сухим сжатым воздухом для удаления возможного засора. Поверхность полуформ припыливают молотым древесным углём или графитом.

4. Сборка литейной  формы. В нижнюю полуформу,  если требуется, устанавливают  стержень и накрывают её верхней  полуформой. Полуформы фиксируют  штырями или скобами и на  верхнюю полуформу устанавливают  груз, для предотвращения ухода жидкого металла через разъём формы во время заливки. Производится заливка металла в форму до тех пор пока он, поднимаясь снизу, не заполнит до верха выпоры 
 
 
 
 
 
 
 
 

Б) Схема обработки  трёх поверхностей с  указанием станка, инструмента.

1)Сверление и фрезеровка.    

Оборудование: Фрезерно-сверильный станок JET JMD-18

 

Производитель: Швейцария

Фрезерно-сверлильный  станок. Потребляемая мощность 2,6 кВт. Выходная мощность 1,5 кВт. Напряжение 230 В. Зона обработки 240х805 мм. Вес 290 кг.

Описание:

Мощный двигатель, рассчитанный на непрерывную работу; Большой прецизионный крестовый  стол с регулируемыми клиновидными планками; Кожух ремня с шарниром для легкой и быстрой его замены; Головка с возможностью поворота на 360°;Конические роликовые подшипники опор шпинделя; Легко считываемые значения положения внутреннего упора для подачи на глубину реза; Лампа подсветки в стандартном исполнении; Толстостенная чугунная стойка диаметром 115 мм; Массивная станина из серого чугуна гарантирует работу без вибраций.

Технические характеристики: 

Входная мощность: 2,6 кВт / S6 40%

Выходная мощность: 1,5 кВт / S1 100%

Напряжение сети: 230В

Частота вращения шпинделя: 125-2500 об/мин

Ход пиноли шпинделя: 125 мм

2) Обработка на токарном  станке: 
 

       

Оборудование: Quantum D250x550

Особенности:

В модификация Vario: бесступенчатое регулирование скорости шпинделя 150 - 2200 об/мин с цифровой индикацией числа оборотов шпинделя

Быстрый зажим  пиноли эксцентриковым зажимным рычагом.

Закаленные и  шлифованные направляющие станины (HRC 42 - 52)

Продольная, поперечная и верхняя каретки суппорта.(автоматическая подача - продольная)

Двойные подшипники ходового винта высокой грузоподъемности  

Технические характеристики:

Страна-производитель Германия

Тип привода: Электрический

Тип токарно-винторезный

Исполнение стационарный

Максимальная  длина заготовки, мм 550

Максимальный  диаметр заготовки, мм 250

Скорость вращения, об/мин 140,,,2700

Количество скоростей 6 или бесступенчатое

Конец шпинделя мк3

Потребляемая  мощность, кВт 0.75

Электропитание, В/Гц 220 или 380/50.